[发明专利]一种镶嵌镍颗粒的有序介孔碳催化剂的制备方法及应用

说明书

本发明涉及多相催化技术领域，特别公开了一种镶嵌镍颗粒的有序介孔碳催化剂的制备方法及应用。该镶嵌镍颗粒的有序介孔碳催化剂的制备方法，其特征为：将镍盐溶液浸渍于模板剂中，干燥后研磨得粉末；使用作为碳源的有机物水溶液浸渍所得粉末，干燥后研磨；将粉末高温焙烧；将焙烧后产品用除模板剂处理，洗涤干燥后研磨，得到产品。本发明制备方法简单，得到的催化剂中镍颗粒不易聚集长大，进而使催化剂活性及稳定性均较好，目标产物收率可达90%以上，催化剂可循环使用10次以上。

（一）技术领域

本发明涉及多相催化技术领域，特别涉及一种镶嵌镍颗粒的有序介孔碳催化剂的制备方法及应用。

（二）背景技术

1,4-环己烷二甲醇是新型的聚酯单体，可以与对苯二甲酸、乙二醇等共聚生产聚PCT（对苯二甲酸1,4-环己烷二甲酯）、PETG/PCTG等新型聚酯。CHDM的结构具有对称性，含有环己烷环，其生产的树脂及最终成品都具有良好的热稳定性，主要用于电子电气领域和汽车行业。目前世界年消费1,4-环己烷二甲醇（CHDM）大约10万吨左右。

对苯二甲酸二甲酯经过苯环加氢制备1,4-环己烷二甲酸二甲酯，再经过酯基加氢得到1,4-环己烷二甲醇是1,4-环己烷二甲醇制备工艺中具有工业化优势的路线。对苯二甲酸二甲酯的苯环加氢中，常用的主催化剂组分有钌、钯、镍等，其中镍基催化剂只使用非贵金属，与其他催化体系相比具有成本优势，但其也具有活性较低、稳定性较差的缺点。

专利CN1215093C公布了一种以钯为主活性组分的催化剂，钯含量为1%，并使用0.03%的钌做助催化剂，载体为氧化铝时，加氢活性最高可达转化率98.16%，选择性93.14%。CN1915962A公布了一种以钌为主活性组分的催化剂，钌含量最低2.5%，此时产物收率为97.4%，催化剂可循环使用9次。以上均使用贵金属做催化剂，虽然活性较高，但不可避免具有催化剂成本高的缺点。

专利CN201610299467.X公布了一种双重限域结构的过渡金属纳米粒子催化剂，使用水滑石前驱体的方法制备出分散性良好的镍基催化剂，其催化剂对苯二甲酸二甲酯选择性加氢的活性较高，转化率可达99.9%，选择性可达93.3%，但未对其催化剂寿命做考察。因此，镍基催化剂同样是催化对苯二甲酸二甲酯苯环加氢的优良催化剂。

虽然镍基催化剂初始活性较高，但由于镍颗粒容易聚集长大，导致加氢活性的降低，因此制备出镍颗粒分散性好且不易长大的镍基催化剂可以有效改善对苯二甲酸二甲酯苯环加氢的活性及稳定性。

（三）发明内容

本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种步骤简单、活性高、稳定性好的镶嵌镍颗粒的有序介孔碳催化剂的制备方法及应用

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种镶嵌镍颗粒的有序介孔碳催化剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）将镍盐溶液浸渍于模板剂中，干燥后研磨得粉末；

（2）使用作为碳源的有机物水溶液浸渍所得粉末，干燥后研磨；

（3）将粉末高温焙烧；

（4）将焙烧后产品用除模板剂处理，洗涤干燥后研磨，得到产品。

本发明得到的催化剂为镍颗粒镶嵌在介孔碳孔壁内，有效地保证了镍颗粒的分散性，且经过反应后镍颗粒不易长大，催化对苯二甲酸二甲酯苯环加氢的活性及稳定性均较好。

本发明的更优技术方案为：

步骤（1）中，镍盐溶液为浓度为0.1-5mol/L的硝酸镍水溶液，模板剂为SBA-15、MCM-11和纳米二氧化硅中的一种，镍盐溶液等体积浸渍于模板剂中，于80-150℃下干燥2-24h后用球磨机研磨。